Устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды

 

Изобретение относится к устройствам для сбора нефтепродуктов с поверхности воды и может быть использовано в отстойниках-накопителях при очистке дождевых, ливневых и сточных вод предприятий, а также для сбора нефтепродуктов с поверхности естественных водных акваторий. Устройство включает плавучий корпус в виде кюветы, в которой размещены датчик, цилиндрический нефтепродуктосборный барабан с эластичными лопастями, с приводом и с горизонтальной осью вращения, примыкающий к боковой стенке корпуса со стороны сбора нефтепродуктов с образованием с ней канала, имеющего телескопическую вставку. Датчик выполнен в виде герметичной емкости, установленной с возможностью перемещения по направляющим, имеет на конусообразном дне патрубок с наружной резьбой. В дне кюветы соосно патрубку датчика установлен дополнительно патрубок с внутренней резьбой, причем дно кюветы имеет уклон в сторону своего патрубка, связывающего внутренний объем кюветы с внешним. Изобретение обеспечивает улучшение эксплуатационных показателей и повышение надежности работы устройства для сбора нефтепродуктов с поверхности воды, а также расширение диапазона применения благодаря возможности его использования на небольших, локальных объектах загрязнения. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для очистки водных поверхностей от нефти и нефтепродуктов, плавающих на поверхности.

Известно устройство В.М.Пивоварова для сбора нефтепродуктов с поверхности воды, включающее плавучий корпус и частично погруженный в воду нефтепродуктосборный элемент с приводом и с горизонтальной осью вращения, при этом корпус выполнен в виде открытой снизу, замкнутой по периметру боковыми стенками кюветы, во внутренней полости которой размещены патрубок откачивающего насоса и датчик управления насосом, а нефтепродуктосборный элемент выполнен цилиндрической формы и примыкающим к боковой стенке корпуса со стороны сбора нефтепродуктов с образованием с ней щелевого канала для прохода нефтепродуктов (Патент РФ №2006550, МКИ Е 02 В 15/10, 1994, БИ №2).

Недостатком этого устройства является строго ограниченный диапазон отрабатываемых нефтепродуктов и низкая эффективность работы из-за того, что архимедова сила всегда будет противодействовать процессу сбора нефтепленки, при этом нет возможности создания сколько-нибудь значимого динамического напора в проходном канале для увеличения производительности, так как весь он создается только за счет вязкости жидкости и полностью теряется, если скорость вращения барабана превысит предел, за которым натяжение жидкости, за счет вязкости, не обеспечит сцепление с барабаном, при этом при увеличении скорости вращения барабана наступят такие гидравлические характеристики, когда сопротивление пограничного слоя в щелевом проходном канале может превысить динамический напор и движение нефтепродуктов будет невозможно, а так как по вязкости отрабатываемые нефтепродукты лежат в больших пределах, то убрать их с помощью данного устройства будет невозможно. При этом устройство абсолютно не работоспособно, если перед нефтесборным барабаном скопится даже мелкий мусор, чего избежать в реальных условиях невозможно.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды, включающее плавучий корпус в виде открытой снизу кюветы, в которой размещены патрубок насоса и датчик его управления, цилиндрический нефтепродуктосборный барабан с эластичными лопастями, с приводом, с горизонтальной осью вращения и примыкающий к боковой стенке корпуса со стороны сбора нефтепродуктов, с образованием с ней канала, имеющего телескопическую вставку, двигающуюся по направляющим (Патент РФ №2190724, МКИ Е 02 В 15/10, 2002, БИ №28).

Недостатком данного устройства является технологическая громоздкость, аппаратная избыточность и, как следствие, его низкая надежность, особенно при отработке небольших объемов нефтепродуктов, например радужной пленки, когда весь комплекс устройств по удалению нефтепродуктов из кюветы используется во времени незначительно, а значит неэффективно.

Техническим решением задачи предлагаемого изобретения является упрощение технологии, ликвидация аппаратной избыточности, повышение эффективности и надежности в работе, упрощение эксплуатации.

Задача достигается тем, что в устройстве для сбора нефтепродуктов с поверхности воды датчик выполнен в виде герметичной емкости, установленной с возможностью перемещения по направляющим, и имеет на конусообразном дне патрубок с наружной резьбой, а в дне кюветы соосно патрубку датчика установлен дополнительно патрубок с внутренней резьбой, причем дно кюветы имеет уклон в сторону своего патрубка, связывающего внутренний объем кюветы с внешним.

Сопоставительный анализ заявляемого устройства с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается тем, что датчик выполнен в виде герметичной емкости, установленной с возможностью перемещения по направляющим, имеет на конусообразном дне патрубок с наружной резьбой, а в дне кюветы соосно патрубку датчика установлен дополнительно патрубок с внутренней резьбой, причем дно кюветы имеет уклон в сторону своего патрубка, связывающего внутренний объем кюветы с внешним. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию “новизна”. Сравнительный анализ заявляемого устройства с другими решениями в данной области не позволил выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию “существенные отличия”.

На чертеже представлено устройство, разрез.

Устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды включает: цилиндрический нефтепродуктосборный барабан 1 с приводом, обеспечивающим направление вращения барабана, указанное на чертеже, и с эластичными лопастями 2, корпус 3, выполненный в виде рамы с заданной плавучестью и образующий с вышеуказанным барабаном 1 нефтепроводной канал 4, длина которого может изменяться за счет телескопической вставки 5, двигающейся по своим направляющим. Кювета 6, замкнутая по периметру, образованная плоскими стенками рамы, имеет дно с уклоном в сторону патрубка 7 с внутренней резьбой. В кювете 6 находится датчик 8, выполненный в виде герметичной емкости, установленной с возможностью перемещения по направляющим 9. Датчик 8 имеет на конусообразном дне патрубок 10 с наружной резьбой, соосный патрубку 7, а в верхней части шток 11. Вся система может быть навесной как на судне, так и над нефтесборной емкостью, или плавающей посредством понтонов 12, обрамляющих корпус 3, причем во всех случаях системе задается погружение и центровка таким образом, чтобы барабан 1 был погружен в жидкость равномерно, приблизительно на высоту эластичных лопастей 2, причем лопасти могут быть выполнены из различного материала и иметь различную форму.

Устройство работает следующим образом: при вращении барабана 1 с лопастями 2 в направлении, указанном стрелкой, нефтепродукты с поверхности воды дискретно захватываются лопастями 2, и продвигаются по нефтепроводному каналу 4 в кювету 6, образованную корпусом 3. Если толщина слоя нефтепродуктов на поверхности воды равна или больше высоты эластичной лопасти 2, то телескопическая вставка 5 задвинута в корпус по направляющим и устройство работает с максимальной производительностью по нефтепродуктам, которая может регулироваться скоростью вращения барабана и не зависит от свойств нефтепродуктов. Если же толщина слоя нефтепродуктов незначительна, то выдвигается телескопическая вставка 5 и на такую величину, чтобы глубина жидкости над порогом, образованным крайней кромкой выдвигаемой вставки, была бы соизмерима с толщиной разлитого нефтепродукта, тогда нефтепродукты переливаются через кромку водослива без воды или при ее минимуме в нефтепроводный канал 4 и далее также дискретно лопастями подаются в кювету 6. Поступившие в кювету 6 вместе с водой нефтепродукты обезвоживаются посредством вибрации корпуса 3 и всего оборудования на нем, так как именно на корпусе располагается двигатель, приводящий барабан 1 в действие, вытесняют воду из кюветы и заполняют ее до определенного уровня, отслеживаемого датчиком 8. Герметичный датчик 8, установленный с возможностью перемещения по направляющим 9, имеющий на конусообразном дне патрубок 10 с наружной резьбой, выполнен по плавучести таким образом, что когда в кювете 6 находится вода, то архимедова сила способна поднять датчик 8 вверх, при наполнении кюветы 6 нефтепродуктами, плотность которых меньше, а значит и архимедова сила меньше, датчик 8 либо опуститься вниз либо будет занимать какое-нибудь промежуточное положение, зависящее от количества нефтепродуктов в емкости 6. Визуально количество нефтепродуктов в кювете 6 можно всегда отследить по штоку 11. Тогда, при наполнении кюветы 6 нефтепродуктами, посредством штока 11 патрубок 10 с внешней резьбой вкручивают в соосный патрубок 7 с внутренней резьбой, расположенный в дне кюветы 6. Дно кюветы 6 имеет уклон в сторону своего патрубка для удаления всей воды из нее. По завершении процесса соединения патрубков все устройство может выниматься из отстойника, и кювету 6 опорожняют в нефтенакопительную емкость, затем устройство возвращают в отстойник, рассоединяют патрубки и процесс повторяется. Если устройство плавучее за счет понтонов 12, то на принцип его работы это никак не сказывается, так же как и другие возможные способы удаления собранных нефтепродуктов из кюветы 6.

Заявляемое устройство конструктивно простое, в связи с чем улучшаются его эксплуатационные показатели и надежность в работе, расширяется диапазон применения, особенно на небольших, локальных объектах загрязнения, например автомобильных мойках, автозаправочных станциях и подобных объектах, связанных с нефтепродуктами.

Формула изобретения

Устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды, включающее плавучий корпус в виде кюветы, в которой размещены датчик, цилиндрический нефтепродуктосборный барабан с эластичными лопастями, с приводом и с горизонтальной осью вращения, примыкающий к боковой стенке корпуса со стороны сбора нефтепродуктов с образованием с ней канала, имеющего телескопическую вставку, отличающееся тем, что датчик выполнен в виде герметичной емкости, установленной с возможностью перемещения по направляющим, имеет на конусообразном дне патрубок с наружной резьбой, а в дне кюветы соосно патрубку датчика установлен дополнительно патрубок с внутренней резьбой, причем дно кюветы имеет уклон в сторону своего патрубка, связывающего внутренний объем кюветы с внешним.

РИСУНКИ

Рисунок 1